KR100650116B1 - 주파수 재사용율 분할 방식 기반 ｏｆｄｍａ 시스템의 동적채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 OFDMA 시스템에서 동적 자원 할당 방식을 고려한 적응전송 전력 할당 방식을 적용하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는 프레임 구조 및 슬롯 구조를 제공한다.

본 발명은 각 기지국은 자신이 서비스를 제공하는 이동 단말로부터 채널 상황을 피드백받아 각 이동 단말의 공평성(Fairness)을 고려하여 각각의 이동 단말에 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 높은 서브 채널 그룹들을 할당하는 단계 및 상기 이동 단말별 할당받은 채널의 상태에 따라 전력을 할당하는 단계를 수행하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득을 획득하도록 한다.

OFDMA, 다이버시티 이득, 주파수 재사용, 동적 채널 할당, 동적 전력 할당, 프레임 구조, 슬롯 구조

Description

주파수 재사용율 분할 방식 기반 ＯＦＤＭＡ 시스템의 동적 채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는 프레임 구조{METHOD AND FRAME STRUCTURE FOR SUPPORTING DYNAMIC CHANNEL ALLOCATION AND DYNAMIC POWER ALLOCATION IN FREQUENCY REUSE PARTITIONING BASED OFDMA SYSTEM}

도 1은 일반적인 주파수 재사용율 분할 방식을 개략적으로 나타낸 도.

도 2는 본 발명을 구현하기 위한 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 플랫폼의 기본적인 셀 구조도.

도 3은 본 발명에 따른 주파수 재사용율 분할 방식 기반 동적 채널 할당 방식을 적용하기 위한 무선자원구조를 나타낸 도.

도 4는 본 발명에 따른 동적 채널 할당 알고리즘에 대한 흐름도.

도 5a는 본 발명에 따른 동적 채널 할당 알고리즘에 따라 무선 자원을 이동 단말에게 할당하기 위하여 공평성을 기준으로 채널을 할당할 이동 단말 선택에 대한 도.

도 5b는 본 발명에 따른 동적 채널 할당 알고리즘에 따라 이동 단말의 위치 정보를 기준으로 주파수 재사용율 1 또는 3인 서브 채널 그룹 내에서 가장 좋은 서브 캐리어를 이동 단말에게 할당하는 것을 나타낸 도.

도 6은 본 발명에 따른 동적 전력 할당 알고리즘에 대한 흐름도.

도 7은 본 발명에 따른 주파수 재사용율 분할방식에 기반을 둔 동적 채널 및 전력 할당 기법을 적용하기 위하여 제안된 프레임 구조를 나타낸 도.

도 8은 본 발명에 따른 동적 채널 및 전력 할당 방식을 적용하기 위한 기본적인 파라미터를 나타낸 도.

도 9는 본 발명에 따른 동적 채널 및 전력 할당 기법을 위한 슈퍼 프레임을 시작하는 첫 번째 상, 하향 링크 슬롯을 나타낸 도.

도 10은 본 발명에 따른 동적 채널 및 전력 할당 기법을 위한 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 상, 하향 링크 슬롯을 제외한 나머지 상, 하향 링크 슬롯을 나타낸 도.

도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 동적 채널 및 전력 할당 기법을 적용하였을 때 발생하는 하향 및 상향 링크 오버헤드 양을 나타낸 도.

도 13은 본 발명에 따른 매 슬롯 단위로 적응 변조만을 수행하는 상향 및 하향 링크 슬롯 구조를 나타낸 도.

도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 동적 채널 및 전력 할당 기법의 오버헤드를 줄이기 위하여 슬롯 단위의 적응 변조 및 프레임 단위의 동적 자원 할당을 적용하였을 때 발생하는 하향 및 상향 링크 오버헤드 양을 나타낸 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201-207 : 셀 201a-207a : 내부 셀

201b-207b : 외부 셀

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하, OFDMA라 칭함) 시스템에서 동적 자원 할당 방식을 고려한 적응전송 전력 할당 방식을 적용하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는 프레임 구조 및 슬롯 구조에 관한 것이다.

무선 환경에서 이동성이 보장되며 고속의 전송이 가능한 새로운 서비스에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이러한 필요성에 따라 국내에서는 2.3GHz 대역의 휴대 인터넷 서비스와 이동 고속 무선 패킷 데이터 MBWA(Mobile Broadband Wireless Access) 서비스를 위한 기술 개발 및 표준화 작업이 진행 중이다.

직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하, OFDM라 칭함) 방식은 높은 전송 효율과 간단한 채널 등화 방식 때문에 가장 주목받는 기술 중의 하나이다.

OFDM 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 송신기(기지국) 및 수신기(이동 단말)의 동작을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

OFDM 방식의 송신기에서 입력 데이터는 스크램블러, 부호화기, 인터리버를 거쳐서 서브 캐리어(Sub-Carrier)로 변조된다. 이때, 상기 송신기는 다양한 가변 전송률을 제공하게 되는데, 상기 전송률에 따라서 각기 다른 부호화율, 인터리빙 크기 및 변조방식을 갖게 된다.

통상적으로 상기 부호화기는 1/2, 3/4 등의 부호율을 사용하고, 연집 에러를 막기위한 인터리버의 크기는 OFDM 심볼당 부호화된 비트 수에 따라 결정된다. 상기 변조방식은 요구된 데이터 전송률에 따라 QPSK(Quarature Phase Shift Keying), 8PSK(8ary PSK), 16QAM(16ary Quarature Amplitude Modulation), 64QAM(64ary QAM) 등을 사용한다.

상기한 구성들에 의해 소정 개수의 서브 캐리어로 변조된 심호는 IFFT 블럭을 통과하여 하나의 OFDM 신호를 형성한다. 상기 OFDM 신호는 다중 경로 채널 환경에서의 심볼간 간섭을 제거하기 위해 보호구간(Guard Time)이 삽입된 뒤 심볼 파형 생성기를 통과하여 최종적으로 무선 주파수부에 의해 무선 채널로 전송된다.

이에 대응하여 수신기에서는 상기 송신기의 역 과정이 일어나며 아울러 동기화 과정이 부가된다. 먼저, 정해진 심볼들을 이용하여 주파수 옵셋 및 심볼 옵셋을 추정하는 과정이 선행되어야 한다. 그 뒤에 송신기에서 삽입된 보호구간을 제거한 데이터 심볼이 FFT블럭을 통과하여 소정 개수의 파일럿들이 포함된 소정 개수의 서브 캐리어로 복원된다.

경로 지연 현상을 극복하기 위해 등화기는 채널 상태를 추정하여 수신신호로부터 채널에 의한 신호 왜곡을 제거한다. 상기 등화기를 통과하여 채널응답이 보상된 데이터는 비트열로 변환되어 디인터리버를 통과한 다음, 에러 정정을 위한 복호 화기와 디스크램블러를 거쳐서 최종 데이터로 복원된다.

이러한 OFDM 방식에서는 입력 데이터를 단일 반송파로 고속 전송을 하는 대신 다수의 반송파상에서 병렬로 저속 전송을 행하게 된다. 즉, 상기 OFDM 방식은 변/복조부의 효율적인 디지털 구현이 가능하고, 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 영향을 적게 받는 특징을 가진다.

한편, 이동성이 고려되는 셀룰러 환경에서 OFDM 다중 접속 기반의 시스템 성능을 결정하는 가장 중요한 특성은 주파수 재사용 효율이다.

주파수 재사용율을 1로 할 경우, 기지국이 모든 무선 자원을 사용할 수 있기 때문에 기지국의 쓰루풋(Throughput) 측면에서 가장 이상적이라고 할 수 있으나, 주파수 재사용율을 1로 선정함에 따라 셀 간 간섭에 의한 심각한 성능 열화가 발생한다.

따라서 셀 간 간섭으로 인한 성능 열화 문제를 해결하여 주파수 재사용율 1을 구현하기 위하여, Flarion 사에서 개발한 Flash-OFDM 시스템은 OFDM의 서브 캐리어를 일정한 패턴으로 변경시키는 주파수 호핑 방식을 사용하고, LDPC(Low Density Parity Check) 채널 부호를 이용하여 셀 간 간섭에 의한 성능 열화를 최대한 방지하는 방식을 사용한다.

이외에 주파수 재사용율 1을 구현하기 위하여 인접 셀과 서브 캐리어의 충돌을 줄일 수 있도록 서브 캐리어를 랜덤하게 천공(Puncturing)하는 방식 등이 연구되고 있다.

그러나 주파수 재사용율을 1로 유지하는 시스템의 경우, 트래픽의 부하가 늘 어남에 따라 셀 간 간섭으로 인하여 채널 조건이 열악한 셀 경계에서의 성능 열화가 예상된다.

따라서 주파수 효율의 향상 뿐 아니라 셀 경계와 같이 채널 조건이 열악한 지역에 위치한 이동 단말의 성능을 보장하기 위한 방법으로서 주파수 재사용율 분할(Frequency Reuse Partitioning) 방식에 대한 관심이 높아지고 있다.

주파수 재사용율 분할 방식은 셀룰러 시스템의 주파수 효율을 증가시킬 수 있는 효과적인 방법 중의 하나이다.

도 1은 일반적인 주파수 재사용율 분할 방식에 대한 개념을 보여주고 있다.

주파수 재사용율 분할 방식의 기본적인 아이디어는 셀을 기지국에서 이동 단말까지의 거리나 혹은 기지국에서 이동 단말로 전송되는 파일럿(Pilot) 신호의 세기를 기준으로 내부 셀(Inner Cell)과 외부 셀(Outer Cell)로 구분한다. 그리고 내부 셀과 외부 셀에서 각각 다른 주파수 재사용율을 적용하는 것이다.

도 1의 경우, 이동 단말이 외부 셀 영역에 존재할 경우에는 주파수 재사용율 7인 서브 채널이 할당되며, 이동 단말이 내부 셀 영역에 있을 경우 주파수 재사용율 1인 서브 채널이 할당되는 것을 볼 수 있다.

상기와 같이 내부 셀 및 외부 셀에 서로 다른 주파수 재사용율을 가진 채널을 할당하려는 이유는 일반적으로 기지국과 가까이 있는 이동 단말의 경우, 기지국에서 멀리 떨어져 있는 이동 단말에 비하여 경로 손실(Path Loss)에 의한 전력 손실이 적기 때문에 상대적으로 채널 상태가 좋지만, 셀 경계부근에 존재하는 이동 단말의 경우에는 경로 손실에 의한 전력 손실 및 셀 간 간섭의 영향을 심하게 받게 되므로, 성능이 열화되고 데이터 전송률이 제약을 받게 되어 셀룰러 시스템의 셀 반경을 제한하는 중요한 요인이 되기 때문이다.

따라서 주파수 재사용율 분할 방식을 사용할 경우에 내부 셀 영역의 이동 단말은 일반적으로 채널 상황이 좋기 때문에, 적절한 QoS(Quality of Service) 수준 정도만을 보장할 수 있도록 낮은 주파수 재사용율의 채널을 할당하여 셀의 용량을 높이고, 또한 외부 셀 영역의 이동 단말은 상대적으로 채널 상황이 열악하므로, 높은 주파수 재사용율의 채널을 할당하여 셀 반경을 늘리고 셀 경계의 이동 단말 역시 내부 셀에 존재하는 이동 단말과 동일한 수준의 QoS 및 데이터 전송률을 보장할 수 있다.

또한, 최근에 셀 간 간섭을 줄이면서 제한된 주파수 자원을 효과적으로 이용하기 위한 무선 자원 할당 방식이 연구되고 있다.

만약, 채널이 안정적(Stationary)이고 이동 단말의 채널 응답을 송신단에서 정확히 안다고 가정하면, 워터-필링(Water-Filling)과 적응 변조(Adaptive Modulation) 기법을 결합한 방식이 최적인 것으로 알려져 있다.

그러나 워터-필링(Water-Filling) 방식은 단일 이동 단말(Single-User) 시스템이거나 고정적인 자원 할당을 지원하는 다중 이동 단말(Multi-User) 시스템에서만 주로 연구되어 왔는데, 예를 들면 TDMA(Time Division Multiple Access)나 FDMA(Frequency Division Multiple Access)를 사용하는 시스템은 각각의 이동 단말들을 위하여 일정 시간 슬롯이나 주파수 채널을 할당한 다음, 각각의 이동 단말들이 가지고 있는 채널에 대하여 적응 변조 방식을 적용하였다.

그러나 위와 같은 고정적인 자원 할당에 기반을 두고 적응 변조방식을 적용하는 다중 이동 단말 OFDM 방식으로는 실제 시스템이 제공할 수 있는 최적인 자원 할당을 할 수 없다.

그 이유는 주파수 선택적 채널(Frequency Selective Channel)의 특성상 딥 페이딩(Deep Fading)을 겪게 되는 서브 채널이나, 전력을 많이 할당하기 어려운 서브 채널들이 존재하여 워터-필링(Water-Filling) 알고리즘을 적용하면, 사용되지 않는 채널들은 많이 존재하기 때문이다.

그러나 한 이동 단말에게 딥 페이딩으로 보이는 채널이 다른 이동 단말에게는 딥 페이딩 채널이 아닐 수 있으며, 일반적으로 이동 단말의 수가 늘어나게 되면 OFDM을 구성하고 있는 각각의 서브 채널이 모든 이동 단말에게 딥 페이딩 채널일 확률이 점점 더 줄어들게 된다.

즉, 이동 단말의 수가 늘어나면 늘어날수록 독립적인 채널을 겪게 됨에 따라 다중 이동 단말 다이버시티 이득(Multi-User Diversity Gain)을 얻을 수 있다.

따라서 모든 이동 단말의 채널 정보를 기준으로 각각의 이동 단말에게 상대적으로 좋은 채널을 동적으로 할당하고, 그러한 채널들을 사용하여 적응 변조방식을 적용한 후, 할당받은 채널의 상태에 따라 동적 전력을 할당함으로써 시스템이 제공할 수 있는 최적의 자원 할당에 좀 더 근접할 수 있는 방안들이 모색되고 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 OFDMA 시스템에서 주파수 재사용율 분할 방식의 개념을 접목하여 이동 단말의 채널 상황을 근거로 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 높은 채널 그룹의 서브 캐리어를 동적으로 할당함으로써 이동 단말들이 보다 좋은 채널을 할당받을 수 있도록 한 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동 단말별 할당받은 채널의 상태에 따라 동적으로 전력을 할당하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득(Multi-user Diversity Gain)을 획득하도록 한 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 전력 할당 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 시스템을 위한 동적 채널 할당과 동적 전력 할당 방식 등의 동적 자원 할당을 지원하기 위해 슬롯 단위로는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)만을 적용하고 프레임 단위로 DAC(Dynamic Channel Allocation), DPA(Dynamic Power Allocation)와 AMC를 함께 사용하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 및 전력 할당을 지원하는 프레임 구조 및 슬롯 구조를 제공함에 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법은, 각각이 복수의 섹터들로 이루어 진 셀들로 형성된 셀 구조를 가지며, 상기 셀들은 상호 직교성을 가지는 적어도 하나의 서브 채널 그룹을 통해 해당 셀 내의 이동 단말들과의 데이터 통신을 수행하는 OFDMA 시스템의 채널 할당 방법에 있어서, 이동 단말이 현재까지 할당받은 전송률의 합을 이동 단말이 요구한 전송률로 나눈 비가 가장 작은 이동 단말을 우선적 채널 할당 후보로 선정하는 단계; 및 상기 우선적 채널 할당 후보로 선정된 이동 단말의 채널 정보 및 거리 정보를 이용하여 내부 셀에 있는 이동 단말은 제1 주파수 재사용율을 갖는 서브 채널 그룹 중에서, 외부 셀에 있는 이동 단말은 제2 주파수 재사용율을 갖는 서브 채널 그룹 중에서 소정 서브 채널 그룹을 선정하여 해당 서브 채널 그룹의 서브 캐리어를 동적으로 할당하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 제1 주파수 재사용율은 주파수 재사용율이 1이고, 제2 주파수 재사용율은 주파수 재사용율이 3이며, 상기 소정 서브 채널 그룹은 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 높은 서브 채널 그룹인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 전력 할당 방법은, 각각이 복수의 섹터들로 이루어진 셀들로 형성된 셀 구조를 가지며, 상기 셀들은 상호 직교성을 가지는 적어도 하나의 서브 채널 그룹을 통해 해당 셀 내의 이동 단말들과의 데이터 통신을 수행하는 OFDMA 시스템의 전력 할당 방법에 있어서, 소정 MCS(Modulation and Coding Scheme)이상의 SINR을 가진 이동 단말의 전력에서 기준 MCS 레벨의 전력을 뺀 후 저장하는 단계; 및 소정 MCS 레벨 이하의 SINR을 가진 이동 단말중에서 현재 MCS 레벨을 하나 증가 시키는데 필요한 SINR 값이 최소인 이동 단말에게 필요한 전력을 가산하여 이동 단말의 서브 채널 별 동적 전력 할당을 행하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 및 전력 할당 방법은, 각각의 셀이 내부 셀과 외부 셀로 이루어짐과 더불어 각각의 셀이 복수의 섹터들로 이루어진 셀들로 형성된 셀 구조를 가지며, 상기 셀들은 상호 직교성을 가지는 적어도 하나의 서브 채널 그룹을 통해 해당 셀 내의 이동 단말들과의 데이터 통신을 수행하는 OFDMA 시스템의 자원 할당 방법에 있어서, 각 기지국은 자신이 서비스를 제공하는 이동 단말로부터 채널 상황을 피드백받아 각 이동 단말의 공평성(Fairness)을 고려하여 각각의 이동 단말에 SINR이 높은 서브 채널 그룹들을 할당하는 단계; 및 상기 이동 단말별 할당받은 채널의 상태에 따라 전력을 할당하는 단계;를 수행하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득을 획득하도록 함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 프레임 구조는, 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 프레임 구조에 있어서, 각각 4개의 슬롯으로 하나의 프레임이 구성되고, 각각 5개의 프레임으로 하나의 슈퍼 프레임이 구성됨을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조는, 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 슬롯 구조에 있어서, 상기 슬롯은 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정용 프리엠블 가지며, 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말이 내부 셀 영역에 있는지 또는 외부 셀 영역에 있는지의 구별을 위해 이동 단말에 해당 이동 단말의 위치 정보 전송을 위한 OFDM 심볼을 가지며, 이동 단말의 채널 정보를 이용한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯은 하향 링크 슬롯으로, 슈퍼 프레임을 시작하는 첫 번째 하향 링크 슬롯인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조는, 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 슬롯 구조에 있어서, 상기 슬롯은 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정용 프리엠블 가지며, 이동 단말의 채널 정보를 이용한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯은 하향 링크 슬롯으로, 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 하향 링크 슬롯 이외의 하향 링크 슬롯인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조는, 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당 방식을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 슬롯 구 조에 있어서, 상기 슬롯은 매 슬롯마다의 적응변조를 위해, 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정용 프리엠블 가지며, 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말의 위치 정보 전송을 위한 OFDM 심볼을 가지며, 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당 방식 운용 방법은, 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 OFDMA 시스템에서의 동적 채널 및 전력 할당 방식을 운용하기 위한 방법에 있어서, 매 슬롯마다 AMC(Adaptive Modulation and Coding)를 하면서 매 프레임 마다 DCA(Dynamic Channel Allocation)와 DPA(Dynamic Power Allocation)를 행하여 오버헤드를 감소시킴을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA/FDD(Frequency Division Duplexing) 시스템을 기반으로 하는 것으로, OFDMA 방식은 OFDM과 마찬가지로 입력 데이터를 IFFT 변환 및 FFT 변환을 통해 다수의 서브 캐리어 상에서 병렬로 전송하게 되나, 상기 다수의 서브 캐리어를 다수의 가입자 이동 단말기들별로 할당하는 다중 접속(Multiple Access) 방식에 의해 신호를 전송한다는 점에서 차이가 있는 것으로, 본 발명은 일반적인 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템을 따른다.

도 2는 본 발명에 따른 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 플랫폼(Platform)을 위한 기본적인 셀 계획(Cell Planning)을 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 각각의 셀(201-207)들은 정육각형의 구조를 가지며, 각 셀(201-207)들은 각각 세 개의 섹터(1,2,3)로 구성된다.

또한, 주파수 재사용율 분할 방식의 개념을 각 셀(201-207)의 각각의 섹터(1,2,3)에 도입하여, 각각의 섹터(1,2,3)는 내부 셀(201a-207a) 및 외부 셀(201b-207b) 영역으로 나눈다.

그리고 전체 망을 몇 개의 클러스터로 나누는데, 도 2와 같이 각 클러스터는 같은 셀의 세 개의 섹터로 구성된다. 즉, 본 발명에서 하나의 셀은 하나의 클러스터가 된다.

도 3은 도 2의 하나의 클러스터에서 사용할 수 있는 무선 자원 구조를 나타낸 것이다.

주파수 영역에서는 (301)과 같이 전체 대역이 32개의 서브 채널 그룹으로 구성되며(도면에는 일부만 도시), 각 서브 채널 그룹은 27개의 서브 캐리어로 구성되어 있는 경우를 가정하고, 9개의 연속된 서브 캐리어의 집합을 빈(302) 이라고 정의한다. (303)과 같이 빈(302)을 구성하는 9개의 서브 캐리어 중의 하나는 채널 추정이나 SINR 측정 등 여러 용도로 사용할 수 있는 파일럿 서브 캐리어이다.

또한, 각각의 서브 캐리어 초기 전송 전력은 고정되어 있다고 가정한다. 서로 다른 서브 채널 그룹은 서로 다른 주파수 재사용율 값을 사용할 수 있으며, 주파수 재사용율(FPF) 1과 3의 두 값 중 한 값을 사용할 수 있다.

어떤 서브 채널 그룹의 재사용률이 1인 경우에는 클러스터에 속하는 세 섹터 모두 이 서브 채널 그룹의 모든 서브 캐리어를 사용할 수 있다. 재사용율이 3인 서브 채널 그룹의 경우에는 한 서브 채널 그룹을 구성하는 3개의 빈 중에 하나씩만을 클러스터를 구성하는 3개의 섹터에 분배한다.

이동 단말은 한 슈퍼 프레임동안 모든 서브 채널 그룹에 대해 평균 SINR 값을 자신이 속한 섹터에 피드백한다. 각 섹터는 피드백 정보를 바탕으로 좋은 SINR 값을 가지는 서브 채널 그룹의 채널을 이동 단말에게 할당한 후, 할당된 채널의 수신 SINR을 바탕으로 전력을 할당하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득 (Multi-user Diversity Gain)을 획득할 수 있게 한다.

본 발명이 제안하는 채널 할당 알고리즘을 도 4와 함께 살펴본다.

이동 단말에게 채널을 할당하기 위해서 먼저, 이동 단말이 현재까지 할당받은 전송률의 합과 이동 단말이 요구한 전송률의 비를 고려한다. 즉, 현재까지 할당받은 전송률의 합을 이동 단말이 요구한 전송률로 나눈 비가 가장 작은 이동 단말에게 우선적으로 채널을 할당한다(S410).

다음, 이동 단말이 내부 셀(Inner Cell) 영역에 있는지, 아니면 외부 셀(Outer Cell) 영역에 있는지를 고려하여 채널을 할당한다(S420).

주파수 재사용율 분할 방식의 기본 개념이 기지국과 가까운 곳의 이동 단말에는 주파수 재사용률이 낮은 채널을 할당하고, 먼 곳에 있는 이동 단말에는 주파수 재사용률이 높은 채널을 할당하는 것이므로, 이러한 개념을 채널 할당 알고리즘에 접목하여, 기지국에 근접한 이동 단말은 주파수 재사용율이 1인 서브 채널 그룹 들에서, 기지국에서 멀리 떨어진 이동 단말은 주파수 재사용율이 3인 서브 채널 그룹들에서 이동 단말의 채널 상황을 근거로 하여 SINR이 높은 좋은 서브 채널 그룹의 서브 캐리어를 동적으로 할당 받도록 한다.

도 5a는 본 발명에 따른 채널 할당 알고리즘의 첫 번째 부분으로 각각의 이동 단말에 대하여 현재까지 할당받은 전송률의 합을 이동 단말이 요구한 전송률로 나눈 비가 가장 작은 이동 단말 1을 채널 할당 후보로 선정함을 보여주고 있다.

도 5b는 이동 단말 1의 채널 정보 및 거리 정보를 이용하여 내부 셀에 있는 이동 단말은 주파수 재사용율 1인 서브 채널 그룹 중에서, 외부 셀에 있는 이동 단말은 주파수 재사용율 3인 서브 채널 그룹 중에서 가장 좋은 특성을 보이는 서브 채널 그룹을 선정하여 그 서브 채널 그룹의 서브 캐리어를 할당받는 과정이다. 이러한 과정을 반복하여 각각의 이동 단말에게 채널을 할당한다.

다음은 본 발명에 따른 동적 전력 할당 알고리즘에 대하여 도 6a의 흐름도와 함께 살펴본다

이동 단말에게 전력을 할당하기 위해서는 채널 상황을 근거로 하여 다음의 두 단계를 통해 전체 이동 단말에게 전력을 할당한다.

먼저, 특정 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨 이상의 SINR을 가진 이동 단말의 전력에서 기준 MCS 레벨의 전력을 뺀 후 저장한다(S610).

여기서, 상기 기준 MCS 레벨에 대하여 간략히 살펴보면, 일반적으로 시스템은 AMC를 위하여 여러 개의 사용 가능한 MCS 레벨을 설명한다. 예를 들어, WiBro시스템과 같은 경우 9개의 MCS 레벨을 설정하고 있다. 가장 낮은 MCS 레벨은 WiBro의 경우 1/12 Turbo Coding & QPSK에 해당하며, 가장 높은 MCS 레벨은 5/6 Turbo Coding & 64QAM에 해당한다. 기준 MCS 레벨은 9개의 MCS 레벨 중의 임의의 하나의 레벨, 예를 들면 6번째 MCS 레벨에 해당한다.

상기와 같이 기준 MCS 레벨보다 좋은 채널을 가진 사용자로부터 전력을 회수하는 상기 단계(S610)를 통해 특정 MCS 레벨 이상의 SINR을 가진 모든 이동 단말의 감소된 전력을 저장시킨다.

이후, 상기 단계(S610)에서 회수된 전력을 바탕으로 전력을 분배하는 단계(S620)를 수행하게 된다. 상기 단계(S620)는 특정 MCS레벨 이하의 SINR을 가진 이동 단말중에서 현재 MCS 레벨을 하나 증가시키는데 필요한 SINR 값이 최소인 이동 단말에게 필요한 전력을 가산하여 이동 단말의 서브 채널 별 동적 전력 할당을 수행한다.

여기서, 상기 단계(S610),(S620)는 내부 셀과 외부 셀에 대하여 독립적으로 운용되며, 낮은 SINR을 가진 이동 단말에게 증가시켜주는 전력의 총합은 높은 SINR을 가진 이동 단말에게서 얻은 전력의 총합을 넘지 못한다.

모든 이동 단말에게 같은 전력을 할당하는 것 보다 채널 상황을 토대로 서브 채널 별 전력을 할당함으로써 다중 이동 단말 다이버시티를 얻을 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 플랫폼을 위한 하향 링크 프레임 구조를 나타낸 것이다.

하나의 슈퍼 프레임(701)은 5개의 프레임(702)으로 구성되며, 프레임은 5ms 단위의 슬롯(703) 4개로 구성된다.

DCA와 DPA를 동작시키기 위하여 필요한 채널 정보는 채널의 변화 속도에 따라 각각의 슬롯(703)이나 프레임(702), 혹은 슈퍼 프레임(701) 단위로 이동 단말에서 기지국으로 전송할 수 있다.

도 8은 본 발명의 구현을 위한 파라미터를 나타낸 것이다.

DCA와 DPA에 따른 오버헤드의 양을 산출하기 위하여, 매 슬롯(703)마다 DCA와 DPA를 수행하기 때문에, 이동 단말은 슬롯(703) 단위로 기지국에 모든 그룹에 대한 채널 정보를 피드백하며, 기지국은 슬롯(703) 단위로 이동 단말에 채널 정보에 의하여 새로이 할당된 서브 캐리어 위치를 전송한다고 가정한다.

또한, 이동 단말의 위치 정보는 슈퍼 프레임(701) 단위로 한 번 전송한다고 가정한다. 그러면 DCA와 DPA를 수행하기 위하여 기지국이 전송해야 할 오버헤드는 다음과 같은 3가지로 분류할 수 있다.

＊이동 단말의 위치 정보 (슈퍼 프레임 단위)

＊이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 측정할 수 있도록 기지국에서 제공되는 OFDM 프리엠블(Preamble)(매 슬롯 단위)

＊기지국이 이동 단말에게 할당한 서브 캐리어의 할당 정보 (매 슬롯 단위)

도 9는 본 발명에 따른 동적 자원 할당 알고리즘을 위한 슈퍼 프레임을 시작하는 첫 번째, 상,하향 링크 슬롯을 나타낸 것으로, (901)은 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 하향 링크 슬롯 구조이다.

매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR값을 측정하도록 하나 의 CINR 측정용 프리엠블이 있으며, 또한 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말의 위치 정보를 각 섹터에서 전송하기 위하여 하나의 OFDM 심볼이 사용된다.

이동 단말이 내부 셀 영역에 있는지 또는 외부 셀 영역에 있는지의 여부는 이동 단말이 주파수 재사용율 1인 서브 채널 그룹에서 DCA와 DPA를 수행할 것인지 혹은 주파수 재사용율 3인 서브 채널 그룹에서 DCA와 DPA를 수행할 것인지를 결정하는 중요한 요소이다.

이동 단말이 내부 셀 영역에 있으면 0으로 표시하고, 외부 셀 영역에 있으면 1로 표기하면, 각각의 이동 단말에게 할당된 서브 캐리어들에 이동 단말의 위치 정보를 동일하게 전송하는 경우, 별도의 코딩없이 하나의 OFDM 심볼로서 각각의 이동 단말에 그들의 위치 정보를 전송할 수 있다.

또한, 슬롯의 뒷 부분에는 4개의 OFDM 심볼이 이동 단말의 채널 정보를 이용한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위하여 전송된다. 여기서, 4개의 OFDM 심볼이 사용된 이유는 다음과 같다.

이동 단말이 기지국에 전송한 채널 정보를 기준으로 기지국이 이동 단말에게 할당한 서브 캐리어 할당 정보의 양을 계산하기 위하여 한 섹터에서 지원할 수 있는 최대 이동 단말의 수를 64라고 가정하고, 이동 단말은 낮은 이동성(Low Mobility) 및 높은 데이터율(High Data Rate)를 요구하며, 기지국에서 각각의 이동 단말의 채널 정보를 기준으로 기지국이 가지고 있는 서브 캐리어를 이동 단말에 분배할 때, 한번에 9개의 인접한(Contiguous) 서브 캐리어들을 할당한다고 가정한다.

그러면 16개의 주파수 재사용율 1인 채널 그룹과 16개의 주파수 재사용율 3 인 채널 그룹을 가지고 있는 섹터의 경우, 9개의 연속된 서브 캐리어의 단위로 (16 * 3 + 16) = 64 개가 존재한다.

따라서 각각의 섹터는 각각 64개씩 9개의 연속된 서브 캐리어들의 집합을 이동 단말에게 할당하는 것이다. 따라서 64명을 구분하기 위해서는 6비트가 필요하며, 이것이 64개가 있어야 하므로 6 * 64 = 384 비트가 필요하다.

또한, 채널 코딩으로 1/2 Turbo + 4 Repetition을 고려할 때, 총 384 * 2 * 4 = 3072 비트가 소요된다. 또한, 변조로서 QPSK를 고려한다면, DCA를 위한 서브 캐리어 할당 정보 전송을 위해서 필요한 하향 링크의 오버헤드는 3072/(768 * 2) = 2 OFDM 심볼이다.

따라서 매 슬롯 당 DCA와 DPA를 위해서 필요한 하향 링크 오버헤드는 CINR 측정용으로 사용되는 하나의 OFDM 프리엠블과 서브 캐리어 할당 정보에 해당하는 2개의 OFDM 심볼의 합으로 총 3 OFDM 심볼이다.

낮은 이동성(Low Mobility)을 갖는 이동 단말을 가정할 때, DCA와 DPA 뿐만 아니라, AMC를 함께 사용할 수 있다. 만약, 9개의 선택 가능한 AMC모드를 가지고 있으며, 9개의 인접한 서브 캐리어로 구성되어 있는 빈의 단위로 AMC가 가능하다고 가정하며, 매 슬롯 단위로 AMC를 적용한다고 가정한다면, 9개의 AMC모드를 구분하는데 4 비트가 소요되고 채널 코딩 및 변조로서 1/2 Turbo + 4 Repetition 와 QPSK를 고려하면 추가로 필요한 데이터양은 (4 * 64 * 2 * 4) / (768 * 2) < 2 OFDM 심볼이다.

따라서 이동 단말의 채널 정보에 의한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위하여 필요한 데이터 정보량은 4 OFDM 심볼이 된다.

도 9에서 (902)는 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 상향 링크 슬롯 구조이다. DCA와 DPA를 위하여 필요한 상향 링크의 오버헤드 양은 다음과 같다.

각각의 이동 단말은 하향 링크로부터 내려오는 CINR 측정용 OFDM 프리엠블을 통하여 전체 서브 채널 그룹에 대하여 이동 단말이 내부 셀 영역에 있다면, 주파수 재사용율으로 정해진 서브 채널 그룹에 대한 CINR 측정값을 전송하며, 외부 셀 영역에 있다면 주파수 재사용율 3으로 정해진 서브 채널 그룹에 대한 CINR 측정값을 전송한다.

상향 링크의 오버헤드 값을 계산하기 위하여 이동 단말이 상향 링크용으로 24개의 유효 서브 캐리어를 할당 받았다고 가정한다.

이동 단말이 내부 셀에 있다고 가정할 때, 이동국은 주파수 재사용율 1로 할당된 16개의 서브 채널 그룹에 대하여 CINR 값을 기지국에 전송해야 한다.

CINR 값은 32개로 분할되어 있으며, 따라서 5 비트로 표현된다고 할 때, 이동 단말이 기지국으로 전송해야 할 정보량은 16 * 5 = 80비트이다.

또한, 1/2 Turbo + 2 Repetition의 채널 코딩과 QPSK변조를 고려할 때, 실제 필요한 OFDM 심볼의 수는 (80 * 2 * 2)/(24 * 2)<7 OFDM 심볼이다.

도 10은 본 발명에 따른 동적 자원 할당 방식을 위한 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 상, 하향 링크 슬롯을 제외한 나머지 상, 하향 링크 슬롯을 나타낸 것으로, (1001)과 (1002)는 슈퍼 프레임을 시작하는 슬롯 이외의 모든 경우에 대한 상향 및 하향 링크 슬롯의 구조이다.

상향 링크 슬롯 구조(1001)의 경우 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 상향 링크 슬롯 구조(902)와 그 구조가 동일하며, 하향 링크 슬롯 구조(1002)의 경우, 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 하향 링크 슬롯 구조(901)와는 달리 이동 단말의 위치 정보를 알리는 OFDM 심볼이 없다.

도 11과 12는 DCA와 DPA를 수행할 때 발생하는 전체적인 하향 링크 및 상향 링크 오버헤드의 양에 해당한다. 매 슬롯마다 DCA와 DPA를 수행하기 위해 이동 단말과 기지국에서 제공해야 하는 오버헤드가 상당히 많음을 알 수 있다.

따라서 DCA와 DPA으로 인한 오버헤드를 줄이기 위한 대안으로, 매번 DCA와 DPA와 적응 변조를 함께 하는 것이 아니라 매 슬롯 마다 적응 변조를 하면서 매 프레임마다 한 번씩 DCA와 DPA를 하는 것을 고려한다.

이 경우에는 적응 변조만을 수행하는 하향 및 상향 링크 슬롯 구조는 도 13의 (1301), (1302)와 같으며, 매 프레임을 시작하는 첫 번째 슬롯은 적응 변조와 DCA와 DPA를 동시에 수행하기 때문에 도 10의 (1001), (1002)와 같은 슬롯 구조를 가지며, 매 슈퍼 프레임을 시작하는 슬롯은 적응 변조와 DCA와 DPA를 수행하고 여기에 각각의 이동 단말의 위치 정보를 전송하기 때문에 도 9의 (901), (902)와 같은 슬롯 구조를 가진다.

따라서 전체적인 하향 링크 오버헤드는 도 14와 같이 감소한다. 이를 매 슬롯마다 적응 변조만 하는 경우의 오버헤드가 3/42 * 100 = 7.1% 임을 감안할 때, DCA와 DPA 기법을 추가하는데, 약 1.35% 정도의 추가적인 오버헤드가 발생되는 것을 알 수 있다.

또한, 상향 링크의 오버헤드는 매 슬롯마다 자신이 할당받은 서브 채널에 대한 CINR만을 전송하면 되므로 1 OFDM 심볼이면 되며, 매 프레임마다 한 번씩 동적 자원 할당을 위하여 전체 서브 채널 그룹에 대한 CINR 값을 전송한다.

도 15는 상향 링크의 오버헤드에 해당한다. 매 슬롯 단위로 동적 자원 할당 및 적응 변조를 하는 방식이 아닌, 매 슬롯 단위로 적응 변조를 수행하고 매 프레임 단위로 동적으로 자원을 할당하는 것만으로도 상당히 많은 상향 링크 오버헤드를 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

첫째, 각 기지국은 자신이 서비스를 제공하는 이동 단말로부터 채널 상황을 피드백받아 각 이동 단말의 공평성을 고려하여 각각의 이동 단말에 좋은 채널들을 할당한 후, 이동 단말 별 할당받은 채널의 상태에 따라 전력을 할당하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득을 획드하도록 하는 동적 자원 할당 알고리즘을 하나의 기지국을 내부 셀 영역과 외부 셀 영역으로 나누고 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 외부 셀 영역의 이동 단말에게 주파수 재사용율이 높은 채널을 할당하는 주파수 재 사용율 분할방식의 셀 계획법에 적용하여 하향 링크의 쓰루풋 및 아웃티지 확률을 향상시킬 수 있게 된다.

둘째, 슬롯 단위로는 AMC만을 적용하고 프레임 단위로 DAC, DPA와 AMC를 함께 사용할 수 있도록 하여 오버헤드를 줄이며, 하향 링크 및 상향 링크에서 발생하는 오버헤드를 정량적으로 분석하여 하향 링크의 쓰루풋을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (13)

1. 각각이 복수의 섹터들로 이루어진 셀들로 형성된 셀 구조를 가지며, 상기 셀들은 상호 직교성을 가지는 적어도 하나의 서브 채널 그룹을 통해 해당 셀 내의 이동 단말들과의 데이터 통신을 수행하는 OFDMA 시스템의 채널 할당 방법에 있어서,

   이동 단말이 현재까지 할당받은 전송률의 합을 이동 단말이 요구한 전송률로 나눈 비가 가장 작은 이동 단말을 우선적 채널 할당 후보로 선정하는 단계; 및

   상기 우선적 채널 할당 후보로 선정된 이동 단말의 채널 정보 및 거리 정보를 이용하여 내부 셀에 있는 이동 단말은 제1 주파수 재사용율을 갖는 서브 채널 그룹 중에서, 외부 셀에 있는 이동 단말은 제2 주파수 재사용율을 갖는 서브 채널 그룹 중에서 소정 서브 채널 그룹을 선정하여 해당 서브 채널 그룹의 서브 캐리어를 동적으로 할당하는 단계;

   로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 주파수 재사용율은 주파수 재사용율이 1이고, 제2 주파수 재사용율은 주파수 재사용율이 3인 것을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법.
3. 각각이 복수의 섹터들로 이루어진 셀들로 형성된 셀 구조를 가지며, 상기 셀들은 상호 직교성을 가지는 적어도 하나의 서브 채널 그룹을 통해 해당 셀 내의 이동 단말들과의 데이터 통신을 수행하는 OFDMA 시스템의 전력 할당 방법에 있어서,

   소정 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 이상의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을 가진 이동 단말의 전력에서 기 정해진 기준 MCS 레벨의 전력을 뺀 후 저장하는 단계; 및

   소정 MCS 레벨 이하의 SINR을 가진 이동 단말중에서 현재 MCS 레벨을 하나 증가시키는데 필요한 SINR 값이 최소인 이동 단말에게 필요한 전력을 가산하여 이동 단말의 서브 채널 별 동적 전력 할당을 행하는 단계;

   로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 전력 할당 방법.
4. 각각의 셀이 내부 셀과 외부 셀로 이루어짐과 더불어 각각의 셀이 복수의 섹터들로 이루어진 셀들로 형성된 셀 구조를 가지며, 상기 셀들은 상호 직교성을 가지는 적어도 하나의 서브 채널 그룹을 통해 해당 셀 내의 이동 단말들과의 데이터 통신을 수행하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 및 전력 할당 방법에 있어서,

   각 기지국은 자신이 서비스를 제공하는 이동 단말로부터 채널 상황을 피드백받아 각 이동 단말의 공평성(Fairness) 및 이동 단말의 거리 정보를 고려하여 각각의 이동 단말에 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 높은 서브 채널 그룹들을 할당하는 단계; 및

   상기 이동 단말별 할당받은 채널의 상태에 따라 전력을 할당하는 단계;

   를 수행하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득을 획득하도록 함을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 및 전력 할당 방법.
5. 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 프레임 구조에 있어서,

   각각 4개의 슬롯으로 하나의 프레임이 구성되고, 각각 5개의 프레임으로 하나의 슈퍼 프레임이 구성됨을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 프레임 구조.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 슬롯은 5ms 단위로 구성됨을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 프레임 구조.
7. 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 슬롯 구조에 있어서,

   상기 슬롯은 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정용 프리엠블 가지며, 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말의 위치 정보를 전송하기 위한 OFDM 심볼을 가지며, 이동 단말이 내부 셀 영역에 있는지 또는 외부 셀 영역에 있는지의 구별을 위해 이동 단말에 해당 이동 단말의 위치 정보 전송을 위한 OFDM 심볼을 가지며, 이동 단말의 채널 정보를 이용한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징으로 하는 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬롯은 슈퍼 프레임을 시작하는 첫 번째 하향 링크 슬롯인 것을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 이동 단말의 채널 정보를 이용한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위한 OFDM 심볼은 4개의 OFDM 심볼인 것을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구 조.
10. 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 슬롯 구조에 있어서,

    상기 슬롯은 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정용 프리엠블 가지며, 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말의 위치 정보 전송을 위한 OFDM 심볼을 가지며, 이동 단말의 채널 정보를 이용한 서브 캐리어 재할당 및 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징으로 하는 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 슬롯은 하향 링크 슬롯으로, 슈퍼 프레임을 시작하는 첫번째 하향 링크 슬롯 이외의 하향 링크 슬롯인 것을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조.
12. 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OFDMA 시스템의 슬롯 구조에 있어서,

    상기 슬롯은 매 슬롯마다의 적응변조를 위해, 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정용 프리엠블 가지며, 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말의 위치 정보 전송을 위한 OFDM 심볼을 가지며, 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징으로 하는 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조.
13. 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 OFDMA 시스템에서의 동적 자원 할당 방식을 운용하기 위한 방법에 있어서,

    매 슬롯마다 AMC(Adaptive Modulation and Coding)를 하면서 매 프레임 마다 DCA(Dynamic Channel Allocation)와 DPA(Dynamic Power Allocation)를 행하여 오버헤드를 감소시킴을 특징으로 하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의동적 자원 할당 방식 운용 방법.

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